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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
ÁREA TÉCNICA
TITULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el Parque
Recreacional Jipiro de la ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala
humana y el aprovechamiento de energía solar
TRABAJO DE TITULACIÓN
AUTORA: Angamarca Castillo, Yanela Stefany
DIRECTOR: Jaramillo Pacheco, Jorge Luis, Ing.
LOJA – ECUADOR
2015
ii
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
Ingeniero. Jorge Luis Jaramillo Pacheco. DOCENTE DE TITULACIÓN De mi consideración: El presente trabajo de titulación: Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el
Parque Recreacional Jipiro de la ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala humana y el
aprovechamiento de energía solar realizado por Angamarca Castillo Yanela Stefany, ha sido
orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.
Loja, Septiembre de 2015
f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
“Yo Angamarca Castillo Yanela Stefany declaro ser autora del presente trabajo de fin de
titulación: Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el Parque Recreacional
Jipiro de la ciudad de Loja”, de la Titulación Electrónica y Telecomunicaciones, siendo Jorge
Luis Jaramillo Pacheco director del presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad
Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones
legales. Además certifico que las ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en
el presente trabajo investigativo, son de mi exclusiva responsabilidad.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto Orgánico de
la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice:
“Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones,
trabajos científicos o técnicos y tesis de grado o trabajos de titulación que se realicen con el
apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”
f...............................................................
Autora: Angamarca Castillo Yanela Stefany
Cédula: 1900581149
iv
DEDICATORIA
A Dios por ser mi guía y fortaleza en los momentos más difíciles, y sobre todo haber puesto
en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante toda la vida.
A mis padres Toni y Norma por su apoyo incondicional, por formarme como una persona de
bien, por sus valores, consejos y confianza en mí.
A mi hermano Emersson por ser mi mejor amigo, que con su ejemplo de perseverancia y
fortaleza logré consolidar mis metas.
A mis abuelos, especialmente a mi abuela Amada por siempre estar presente en mi vida, por
su apoyo y consejos oportunos.
Finalmente a todos aquellos familiares y amigos ustedes saben quiénes son, que no recordé
al instante de escribir esto.
Yanela
v
AGRADECIMIENTO
A Dios, por ser mi fortaleza para sobrellevar obstáculos que se presentaron durante toda mi
vida.
A mis padres que me inculcaron valores y son mi soporte incondicional para cumplir mis
metas. A mi hermano por sus palabras sabias y de aliento. Gracias a ustedes por su apoyo
constante.
A cada uno de los docentes de la UTPL que han sido parte de mi formación académica,
principalmente mi más sincero agradecimiento al Ing. Jorge Luis Jaramillo, quien me entregó
su tiempo, paciencia, conocimientos y dedicación para culminar este proyecto.
Yanela
vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CARATULA ............................................................................................................................ i
ABROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN ........................... ii
DECLARATORIA DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS ................................................ iii
DEDICATORIA ...................................................................................................................... iv
AGRADECIMIENTO .............................................................................................................. v
ÍNDICE DE CONTENIDOS .................................................................................................... vi
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. ix
RESUMEN ............................................................................................................................. 1
ABSTRACT ........................................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 3
CAPÍTULO I
1. APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA EN EL PARQUE
RECREACIONAL JIPIRO DE LA CIUDAD DE LOJA: CARACTERIZACIÓN DEL
PARQUE E IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE FUENTES APROVECHABLES DE
ENERGÍA ........................................................................................................................ 4
1.1. Introducción ....................................................................................................................... 5
1.2. Metodología propuesta para la identificación de fuentes renovables de energía,
potencialmente aprovechables en el PRJ ............................................................. 5
1.3. Caracterización del parque e identificación preliminar de fuentes aprovechables de
energía ................................................................................................................ 7
1.3.1. Un poco de historia ........................................................................................... 7
1.3.2. Zonificación del PRJ ......................................................................................... 7
1.3.3. Sobre el proyecto de las culturas ..................................................................... 8
1.3.4. Las culturas europeas, asiáticas y africanas .................................................... 8
vii
1.3.5. Sobre el complejo deportivo ........................................................................... 10
1.3.6. Otras facilidades el PRJ .................................................................................. 10
1.3.7. Identificación preliminar de las fuentes renovables de energía aprovechables en
el territorio del PRJ ......................................................................................... 10
CAPÍTULO II
2. EVALUACIÓN DE LA POTENCIALIDAD DE APROVECHAMIENTO DE FUENTES
RENOVABLES DE ENERGÍA EXISTENTES EN EL PARQUE RECREACIONAL JIPIRO
....................................................................................................................................... 11
2.1. Introducción ........................................................................................................ 12
2.2. Evaluación del potencial de aprovechamiento de energía solar.......................... 12
CAPÍTULO III
3. ESTADO DEL ARTE DE LA INCLUSIÓN DE JUEGOS DE MESA A ESCALA HUMANA
EN ESPACIOS PÚBLICOS .......................................................................................... 16
3.1. Introducción ........................................................................................................ 17
3.2. Revisión del estado del arte sobre los juegos de mesa a escala humana en
espacios públicos .............................................................................................. 17
3.2.1. Sobre los juegos de mesa a escala humana ................................................... 17
3.2.2. Algunas experiencias de integración a escla humana en espacios públicos ... 18
3.3. A manera de propuesta para la inclusión de juegos de mesa a escala humana en
el PRJ ................................................................................................................ 21
CAPÍTULO IV
4. DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL PARQUE
RECREACIONAL JIPIRO DE LA CIUDAD DE LOJA, INCLUYENDO EL JUEGO A
ESCALA HUMANA Y EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA SOLAR .................... 23
4.1. Introducción ........................................................................................................ 24
4.2. Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ ....................... 24
4.2.1. Metodología de diseño ................................................................................... 24
4.2.2. Conceptualización ........................................................................................... 24
viii
4.2.3. Diseño de facilidades para la práctica recreativa de ajedrez en el PRJ ........... 26
4.2.3.1. Cálculo de la demanda de energía para iluminación ............................. 27
4.2.3.2. Dimensionamiento de los equipos requeridos para el sistema de provisión
de energía para la isla ........................................................................... 31
4.2.3.2.1. Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar ............................................. 31
4.2.3.2.2. Sobre el banco de baterías .................................................................. 34
4.2.3.2.3. Sobre el controlador de carga .............................................................. 35
4.2.4. Diseño de las facilidades para la práctica de ajedrez a escala humana en el PRJ
........................................................................................................................ 35
4.2.4.1. Dimensionamiento de los equipos requeridos para el sistema de provisión
de energía a la interfaz electrónica ......................................................... 36
4.2.4.1.1. Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar ............................................. 36
4.2.4.1.2. Sobre el banco de baterías .................................................................. 38
4.2.4.1.3. Sobre el controlador de carga .............................................................. 38
4.2.5. Diseño de conexiones eléctricas ..................................................................... 39
4.2.6. Presupuesto de inversión ................................................................................ 39
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 41
TRABAJOS FUTUROS ....................................................................................................... 42
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 43
ANEXOS ............................................................................................................................. 45
ANEXOS A
MAPA DE ZONIFICACIÓN DEL NIVEL DE RADIACIÓN SOLAR EN EL PR JIPIRO ......... 46
ANEXO B
VISTA EN 3D DEL DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL AJEDREZ
EN EL PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CUIDAD DE LOJA ............................... 47
ANEXO C
ix
ISLA PARA PRÁCTICA RECREATIVA DE AJEDREZ ......................................................... 48
ANEXO D
ÁRBOL FOTOVOLTAICO PARA PROVISIÓN DE ENERGÍA SOLAR A LA INTERFAZ
ELECTRÓNICA DEL SISTEMA DE VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS ......................... 49
ANEXO E
ESQUEMA DE CONEXIONES ELECTRICAS DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA
DEL AJEDREZ EN EL PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CUIDAD DE LOJA ...... 50
ANEXO F
DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL PARQUE
RECREACIONAL JIPIRO DE LA CUIDAD DE LOJA, INCLUYENDO EL JUEGO A ESCALA
HUMANA Y EL APROVECHAMIENTO SOLAR ................................................................... 51
x
LISTA DE FIGURAS
Figura. 1.1. Metodología de trabajo de la mesa conformada ................................................. 6
Figura. 1.2. Zonificación del PRJ. .......................................................................................... 9
Figura. 2.1. Metodología de trabajo para la identificación de las potencialidades del
aprovechamiento de energía solar en el PR Jipiro .............................................................. 12
Figura. 2.2. Mapa de zonificación del nivel de radiación solar en el PR Jipiro. ..................... 13
Figura. 2.3. Panorámica de la pista de bicicletas, clasificada como zona de alta radiación. . 14
Figura. 2.4. Panorámica de los senderos a lo largo del río Zamora, área clasificada como zona
de media radiación. ............................................................................................................. 14
Figura. 2.5. Panorámica de los senderos al interior del parque, área clasificada como zona de
baja radiación ..................................................................................................................... 15
Figura. 2.6. Vista panorámica del uso potencial de árboles solares en la zona del ajedrez a
escala del PRJ .................................................................................................................... 15
Figura. 3.1. Panorámica del Parque Superkilen. .................................................................. 18
Figura. 3.2. Panorámica del centro cultural y biblioteca "Tecla Sala” ................................... 19
Figura. 3.3. Disfraces para ajedrez a escala humana ......................................................... 19
Figura. 3.4. Juego del ajedrez en un parque público de Montevideo ................................... 20
Figura. 3.5. Panorámica de la Plaza del Peón. .................................................................... 20
Figura. 3.6. Partida de ajedrez en un torneo blitz en Argentina ........................................... 21
Figura. 4.1. Metodología propuesta para el diseño de las facilidades para la práctica del
ajedrez en el PRJ ............................................................................................................... 25
Figura. 4.2. Vista panorámica de las facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ ...... 26
Figura. 4.3. Isla móvil para la práctica de ajedrez recreativo en el PRJ .............................. 27
Figura. 4.4 Diseño geométrico de la isla propuesta para la práctica recreativa del ajedrez 28
xi
Figura. 4.5. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de provisión de energía a la
isla ...................................................................................................................................... 31
Figura.4.6. Árbol fotovoltaico para provisión de energía solar a la interfaz electrónica del
sistema de visualización de resultados ............................................................................... 36
Figura. 4.7. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de provisión de energía a la
interfaz electrónica del sistema de visualización .................................................................. 36
Figura.4.8. Esquema general de las conexiones eléctricas de las facilidades para la práctica
de ajedrez en el PRJ ........................................................................................................... 39
xii
LISTA DE TABLAS
Tabla 1.1.Análisis comparativo de las iniciativas de incorporación de juegos de mesa a escala
humana, en espacios públicos ............................................................................................ 22
Tabla 4.1.Datos de corrección de Cu, en dependencia del índice del local ......................... 29
Tabla 4.2.Características técnicas de iluminaria ................................................................. 30
Tabla 4.3.Características de potencia diaria de la carga ..................................................... 31
Tabla 4.4.Características técnicas de los módulos Victron Energy Policristalino SPP30-12. 33
Tabla 4.5.Características técnicas del controlador CML05 .................................................. 35
Tabla 4.6.Características de potencia requerida por la interfaz electrónica ......................... 37
Tabla 4.7.Características técnicas de las pantallas LED DMD 32x16 Red .......................... 37
Tabla 4.8.Características técnicas de los paneles solares SUNSET PX 1456 ..................... 37
Tabla 4.9.Características técnicas del controlador CX40 ..................................................... 38
Tabla 4.10.Presupuesto para implementación de facilidades para la práctica recreativa de
ajedrez en el PRJ. ............................................................................................................... 39
Tabla 4.11.Presupuesto para implementación de facilidades para la práctica demostrativa de
ajedrez en el PRJ ............................................................................................................... 40
1
RESUMEN EJECUTIVO
En el presente trabajo se describe los resultados obtenidos en las etapas de evaluación
del estado del arte de la inclusión de los juegos de mesa a escala humana en espacios
públicos, y, del diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el Parque
Recreacional Jipiro de la ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala humana y el
aprovechamiento de energía solar.
PALABRAS CLAVE: juegos de mesa, juegos de mesa a escala humana, juegos de
mesa a escala humana en espacios públicos, energía, energía solar.
2
ABSTRACT
In the present work describes the results obtained in the stages of assessment of the
state of the art of the inclusion of table games on the human scale in public spaces, and
design of facilities for the practice of chess on the Recreational Jipiro Park of the city of
Loja, including the game on a human scale and the utilization of solar energy.
KEYWORDS: board games, games on a human scale, games on a human scale in
public spaces, energy, solar energy.
3
INTRODUCCIÓN
En el mes de septiembre del 2014, el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal
(GADM) de Loja solicitó a la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL), el apoyo
técnico en una serie de iniciativas de desarrollo local.
En el grupo de actividades priorizadas se incluyó la conformación de una mesa de
trabajo alrededor del aprovechamiento de energía de fuentes renovables en el Parque
Recreacional Jipiro (PRJ), ubicado al centro norte de la ciudad.
En este documento se describe los resultados obtenidos en las etapas de evaluación
del estado del arte de la inclusión de los juegos de mesa a escala humana en espacios
públicos, y, del diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el Parque
Recreacional Jipiro de la ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala humana y el
aprovechamiento de energía solar.
En el primer capítulo se describe la caracterización del Parque Recreacional Jipiro de la
ciudad de Loja e identificación preliminar de fuentes aprovechables de energía.
En el segundo capítulo se evalúa la potencialidad de aprovechamiento de fuentes
renovables de energía existentes en el Parque Recreacional Jipiro.
En el tercer capítulo se muestra el estado del arte de la inclusión de los juegos de mesa
a escala humana en espacios públicos.
En el cuarto capítulo se presenta el diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez
en el Parque Recreacional Jipiro de la ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala
humana y el aprovechamiento de energía solar.
4
CAPÍTULO I
1. APROVECHAMIENTO DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA EN EL
PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CIUDAD DE LOJA:
CARACTERIZACIÓN DEL PARQUE E IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE
FUENTES APROVECHABLES DE ENERGÍA.
5
1.1. Introducción.
En el mes de septiembre de 2014, el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal
(GADM) de Loja solicitó a la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL), el apoyo
técnico en una serie de iniciativas de desarrollo local.
En el grupo de actividades priorizadas se incluyó la conformación de una mesa de
trabajo alrededor del aprovechamiento de energía de fuentes renovables en el Parque
Recreacional Jipiro (PRJ), ubicado al centro norte de la ciudad.
En este documento se presentan los primeros resultados obtenidos, en torno a la
caracterización del parque y la identificación de fuentes renovables de energía
existentes en el territorio, potencialmente aprovechables.
1.2. Metodología propuesta para la identificación de fuentes renovables
de energía, potencialmente aprovechables en el PRJ.
En relación al aprovechamiento de fuentes renovables de energía en el PRJ, se encargó
a la Sección de Telecomunicaciones y Electrónica (STE) del Departamento de Ciencias
de la Computación y Electrónica (DCCE) la coordinación de la mesa de trabajo,
invitándose también a investigadores del Departamento de Arquitectura y Artes (DAA).
En el GADM de Loja, la representación se asignó a la Dirección de Electrónica y
Telecomunicaciones.
Conformada la mesa de trabajo, se diseñó y aprobó una aproximación metodológica
para responder a los requerimientos planteados (ver Figura.1.1).
6
Inicio
Caracterización del parque e identificación de fuentes renovables
de energía
Revisión del estado del arte y formulación de
propuestas de aprovechamiento
Ingeniería de detalle
Implementación y puesta en marcha
Fin
Figura. 1.1. Metodología de trabajo de la
mesa conformada.
Fuente: diseño de los autores.
La etapa de caracterización del parque e identificación de fuentes renovables de
energía, se propuso para actualizar la información disponible sobre el PRJ, y, en base
a la observación directa en el territorio, identificar las fuentes renovables de energía
potencialmente aprovechables para potenciar procesos actuales o por implementar en
el parque.
Con la intención de optimizar los recursos disponibles, se decidió plantear una etapa de
revisión bibliográfica del estado del arte en el aprovechamiento de energía de fuentes
renovables en espacios públicos, que permita identificar las mejores prácticas en
funcionamiento en espacios similares.
Culminadas las 2 primeras etapas, los resultados obtenidos fueron socializados con los
delegados del GADM, a fin de obtener una priorización desde la perspectiva municipal.
Las propuestas priorizadas pasaron a una etapa de ingeniería de detalle, cuyo resultado
fue la elaboración de esquemas mecánicos, electrónicos, eléctricos, de obra civil, entre
otros.
En la mesa de trabajo, se decidió aperturar las etapas de implementación y gestión, en
función de la disponibilidad de recursos para financiar las obras requeridas.
Para la ejecución de las etapas metodológicas propuestas, se conformó un equipo de
trabajo integrado por 10 estudiantes de la titulación de Ingeniería en Electrónica y
Telecomunicaciones, que aceptaron apoyar en la iniciativa como parte de su trabajo de
7
fin de titulación. La subdivisión de este equipo de trabajo, permitió profundizar en el
análisis de las diversas formas de energía renovable existentes en el parque.
1.3. Caracterización del parque e identificación preliminar de fuentes
aprovechables de energía.
1.3.1. Un poco de historia.
El PRJ se ubica en el barrio del mismo nombre, al norte de la ciudad de Loja (Ecuador),
y, posee una extensión de 10 Ha, donadas a la ciudad de Loja por el filántropo Daniel
Álvarez Burneo.
En la década de los años sesenta del siglo pasado, el entonces Alcalde la ciudad, Dr.
Vicente Burneo, abrió la posibilidad de que la propiedad se destine a la construcción de
un espacio de recreación y entretenimiento.
En la década de los ochenta, se realizó la primera intervención planificada para la
dotación de la infraestructura física necesaria, bajo el motivo de la interculturalidad. En
esta etapa, la laguna existente fue conectada mediante un canal con la quebrada de
Jipiro.
Oficialmente, el PRJ nació en 1988 durante la alcaldía del Dr. José Bolívar Castillo. Se
desarrolló el concepto de parque temático, edificando infraestructura recreacional,
educacional y/o administrativa que reproduzca la arquitectura representativa de algunos
países y regiones. En el territorio del PRJ, a través de un recorrido lúdico que conjuga
arquitectura y esparcimiento, la ciudadanía se acerca al conocimiento de los núcleos
culturales más destacados en el mundo.
1.3.2. Zonificación del PRJ.
Existen 2 zonas claramente definidas, separadas por el río Zamora, y articuladas a
través de un nodo comunicador en forma de un puente peatonal .En estas zonas
coexisten los monumentos temáticos (proyecto de las culturas), y, los espacios
recreativos y de competencia deportiva. El flujo de visitantes en las zonas se dirige a
través de senderos, con la respectiva señalética y equipados con mobiliario urbano. El
8
acceso al PRJ se realiza desde las 3 vías que circunvalan el territorio (Av. Salvador
Bustamante Celi, Av. Velasco Ibarra y Pasaje “H”).
1.3.3. Sobre el proyecto de las culturas.
El proyecto de las culturas se desarrolla en dos sectores del PRJ, separados por el río
Zamora. La parte oriental, con una mayor extensión de terreno, se refiere a las culturas
de Europa, Asia y África, mientras que la occidental está dedicada a las culturas de
América.
1.3.4. Las culturas europeas, asiáticas y africanas.
La Catedral de San Basilio, templo ortodoxo localizado en la Plaza Roja de la ciudad de
Moscú, en la Federación de Rusia, es famosa por sus cúpulas en forma de cebolla. La
reproducción existente en el PRJ, posee resbaladeras que descienden de las torres y
las cúpulas, y, se destina para entretenimiento. Dentro del proyecto de las culturas se
considera el monumento representativo del arte de los pueblos eslavos [1].
Junto a la laguna se sitúa la reproducción de una pagoda china, edificio de varios
niveles, común en varios países asiáticos, construido con fines religiosos
(especialmente en la fe budista). La réplica se conoce como muelle bar, y, en ella se
ofrece comida típica y comida rápida. En el proyecto de las culturas se considera el
monumento representativo del arte de los pueblos orientales [1].
En la reproducción de una mezquita árabe (dedicada al culto islámico), funcionan las
oficinas administrativas del PRJ, y, un planetario y un telescopio. Se considera el
monumento representativo de los pueblos de Asia media [1].
Hacia el centro del PRJ se ubica un escenario para representaciones artísticas y de
teatro, que reproduce un templo indomaláico, propio de la cultura india, tailandesa, y,
malaya [1].
A orillas del río Jipiro, se levante una réplica de un castillo eurolatino, como aquellos
construidos en Europa, entre los siglos V y XV, en la época medieval. En esta edificación
opera una videoteca, una biblioteca, y, una computeca [1].
Los chozones de estilo bantú, reflejan las características propias de los pueblos del
Sahara africano, y, en el PRJ sirven para el expendio de comidas típicas de la región de
Loja [1].
9
Una réplica de la torre Eiffel, símbolo de Paris (edificada para la Exposición Mundial de
1889) cobija un mesa de ping pong al aire libre.
Figura 1.2. Zonificación del PRJ. Diseño de autores.
Fuente: diseño de los autores.
10
1.3.5. Sobre el complejo deportivo.
La infraestructura recreativa y de competencia deportiva existente en el PRJ, lo
convierte en el complejo deportivo más importante de la ciudad.
En el territorio del PRJ existen 2 cancha de fútbol, 5 canchas de básquet, 8 canchas de
ecuavolley, 3 canchas de tenis, 2 canchas de indorfutbol, 1 piscina temperada con
cubierta telescópica móvil, 1 pista de bicicletas, y, 1 ciclovía.
1.3.6. Otras facilidades el PRJ.
En el territorio del PRJ existen diversos espacios dedicados a la recreación: juegos
infantiles, juego de ajedrez, réplica de una locomotora a vapor, laguna y recorrido
acuático, área de camping, y, minizoológico.
Entre los servicios que ofrece el PRJ se cuentan 2 plazas de estacionamientos (una
para el área recreativa y otro para la zona deportiva), baterías sanitarias, y, senderos.
1.3.7. Identificación preliminar de las fuentes renovables de energía
aprovechables en el territorio del PRJ.
La observación in situ del territorio del PRJ, y, la consideración del desarrollo prospectivo
que la administración del GADM desea construir en el parque, permitió identificar al
menos 3 fuentes renovables de energía: solar, humana, y, biomasa.
11
CAPÍTULO II
2. EVALUACIÓN DE LA POTENCIALIDAD DE APROVECHAMIENTO DE FUENTES
RENOVABLES DE ENERGÍA EXISTENTES EN EL PARQUE RECREACIONAL
JIPIRO
12
2.1. Introducción.
En el capítulo anterior se estableció la metodología para el abordaje del problema, se
describió el marco conceptual que rige la construcción y desarrollo del parque, y, se
identificó las fuentes renovables de energía potencialmente aprovechables para
potenciar los diferentes procesos propios del parque.
En este documento se describe los resultados obtenidos en la etapa de evaluación de
la potencialidad de aprovechamiento de energía solar en el PRJ.
2.2. Evaluación del potencial de aprovechamiento de energía solar.
Para evaluar las potencialidades de aprovechamiento de energía solar en el PRJ, se
decidió aplicar la metodología de trabajo mostrada en la Figura.2.1.
Inicio
Identificación de zonas de alta
radiación
Identificación de zonas de media
radiación
Identificación de zonas de baja
radiación
Elaboración de un mapa de
zonificación de radiación
Fin
Figura 2.1. Metodología de trabajo para la identificación de las
potencialidades del aprovechamiento de energía solar en el PR
Jipiro.
Fuente: Diseño de los autores.
Debido a las limitaciones existentes en los plazos de ejecución del proyecto, se decidió
realizar una zonificación preliminar de niveles de radiación (ver Figura.2.2). La
observación in situ se realizó durante 3 días consecutivos del mes de septiembre de
2014, entre las 9h00 y las 18h00
13
Figura 2.2. Mapa de zonificación del nivel de radiación solar en el PR Jipiro.
Fuente: Diseño de los autores.
Se consideró como zonas de alta radiación, a aquellas en las que el Sol llega
directamente a la superficie, sin ningún obstáculo. Las zonas de radiación media se
relacionan con aquellas con obstáculos moderados, y, las de baja radiación con las
zonas cubiertas por bosques (ver Figura.2.3, 2.4, y 2.5).
14
Figura 2.3. Panorámica de la pista de bicicletas, clasificada
como zona de alta radiación.
Fuente: Fotografía de los autores.
Figura 2.4. Panorámica de los senderos a lo largo del río
Zamora, área clasificada como zona de media radiación. Fuente: Fotografía de los autores.
15
Figura 2.5. Panorámica de los senderos al interior del
parque, área clasificada como zona de baja radiación.
Fuente: Fotografía de los autores.
La zonificación muestra que alrededor del 50% de la superficie del PRJ recibe alta
radiación solar, lo que vuelve muy atractiva a la idea de aprovechar la energía solar.
Bajo la premisa de implementar estaciones de aprovechamiento de energía solar, para
potenciar las actividades propias del parque, a través de una lluvia de ideas, el grupo
de trabajo pudo identificar un alto potencial de aprovechamiento de energía solar por
medio de un árbol solar en el sector del juego de ajedrez a escala humana tanto para
iluminación de mobiliario urbano, como para alimentar una interfaz electrónica (ver
Figura 2.6).
Figura 2.6. Vista panorámica del uso potencial de árboles
solares en la zona del ajedrez a escala del PRJ.
Fuente: Diseño de los autores
16
CAPÍTULO III
3. ESTADO DEL ARTE DE LA INCLUSIÓN DE JUEGOS DE MESA A
ESCALA HUMANA EN ESPACIOS PÚBLICOS
17
3.1. Introducción.
En un trabajo anterior, se analizó la potencialidad del aprovechamiento de fuentes
renovables de energía para potenciar diversos procesos en el Parque Recreacional
Jipiro (PRJ) de la ciudad de Loja, Ecuador. Como resultado se determinó las energías
renovables aprovechables en el parque, y, se identificaron algunas posibles
aplicaciones, entre las que se señaló la recuperación del juego de ajedrez con el
aprovechamiento de energía solar y humana.
En este documento se presentan los resultados obtenidos al establecer la línea base en
la inclusión de los juegos de mesa a escala humana en espacios públicos, y, su
potenciación con energías renovables.
3.2. Revisión del estado del arte sobre los juegos de mesa a escala
humana en espacios públicos.
3.2.1. Sobre los juegos de mesa a escala humana.
Un juego de mesa es un juego que se practica generalmente sobre una mesa o un
soporte similar, y, que es jugado por una o más personas, habitualmente situadas
alrededor de la mesa.
Un juego de mesa puede requerir de los jugadores, el uso del razonamiento táctico o
estratégico, la coordinación, la destreza manual, la memoria, la capacidad deductiva, la
psicología, la destreza negociadora, o simplemente estar basado en el puro azar.
Las civilizaciones egipcia, griega y romana, ya practicaban juegos de mesa, algunos de
estrategia similar a los juegos actuales, como las damas y el ajedrez. Los juegos de
mesa actuales son diversos, simples o complejos, y, se presentan en un abanico muy
amplio de intereses (abstractos, temáticos, familiares, de guerra, etc.).
En la actualidad, los juegos de mesa han derivado a los llamados juegos de rol o de
escala humana, en los que el jugador se convierte en un personaje del juego.
Por otro lado, la necesidad de contar con espacio y rivales suficientes para su práctica,
ha permitido que los juegos de mesa lleguen a los espacios públicos, constituyéndose
en un requerimiento a ser tomado en cuenta durante el diseño arquitectónico y funcional
[2].
18
3.2.2. Algunas experiencias de integración de juegos a escala humana en
espacios públicos.
En Dinamarca, en el barrio de Norrebro (uno de los de mayor diversidad étnica) de la
ciudad de Copenhague, se ubica el parque Superkilen, de 750 m de largo, que incorpora
juegos de mesa, juegos recreativos, y, espacios verdes. En el parque, el espacio
denominado Plaza Roja está dedicada a la recreación y la vida diaria; el Mercado Negro
cuenta con parrilladas de barbacoa, mesas de ajedrez y juegos japoneses; y, el Green
Park está orientado al picnic o a paseos después del trabajo, contando con zonas verdes
e instalaciones deportivas (ver Figura.3.1) [3]
Figura. 3.1. Panorámica del Parque Superkilen
Fuente: http://mundo.solocasas.com.mx/superkilen-un-espacio-publico-para-sentirse-en-
casa/
En España, en la ciudad de Mérida, la iniciativa Tecla Sala permite al visitante
encontrarse con varios aspectos de la vida durante el imperio romano (ver Figura. 3.2),
incluyendo juegos de mesa de la época. Adicionalmente, los visitantes pueden
experimentar otros juegos de mesa como ajedrez, monopolio, power grid, agrícola, dixit,
entre otros [4].
19
Figura. 3.2. Panorámica del centro cultural y biblioteca
"Tecla Sala”
Fuente:https://levmishkin.wordpress.com/2010/04/15/espacios-
publicos-y-juegos-de-mesa-hospitalet-y-merida/
En Valencia, también en España, se practica un ajedrez viviente, en el que las personas
forman parte del juego utilizando cascos identificativos (caballo, alfil, dama, rey), (ver
Figura.3.3) [5]
Figura. 3.3. Disfraces para ajedrez a escala humana
Fuente:https://bancointerdimensional.wordpress.com/2014/01
/22/ajedrez/
20
En Uruguay, con la intención de desmitificar el juego del ajedrez, los fanáticos llevaron
el juego a las calles y barrios de Montevideo (ver Figura.3.4) [6].
Figura. 3.4. Juego del ajedrez en un parque público de
Montevideo
Fuente: http://www.educajedrez.edu.uy/noticias/florence.asp
En Colombia, en la ciudad de Bogotá se creó la denominada Plaza del Peón, espacio
que une la lúdica y la pedagogía. El sitio se ha convertido en un referente arquitectónico
y cultural gracias a las fichas de un peón y un rey en tamaño gigante, un tablero de
ajedrez a escala humana, y, las representaciones de los rostros de los mejores
ajedrecistas de la historia (ver Figura.3.5) [7].
Figura. 3.5. Panorámica de la Plaza del Peón.
Fuente:http://www.bogota.gov.co/content/ciudad-del-ajedrez-un-
espacio-donde-se-unen-la-l%C3%BAdica-y-la-
pedagog%C3%ADa-en-bogot%C3%A1
En Argentina, en varias provincias se practica juegos de ajedrez en tableros con piezas
gigantes. La iniciativa apunta a que chicos y adultos participen en partidas de
21
construcción colectiva, compitiendo en mini campeonatos o torneos blitz (ver Fig.3.6)
[8].
Fig. 3.6. Partida de ajedrez en un torneo blitz en Argentina
Fuente:http://agenciasanluis.com/notas/2012/08/09/ajedrez-en-
el-dia-del-nino/
3.3. A manera de propuesta para la inclusión de juegos de mesa a escala
humana en el PRJ.
Establecido el estado del arte en la incorporación de los juegos de mesa a escala humana
en los espacios públicos, se decidió comparar las experiencias, considerando el aporte
cultural y facilidades operativas. Como aporte cultural se consideró las habilidades y
competencias que los juegos de sala son capaces de aportar (capacidad de análisis,
toma de decisiones, pensamiento lateral y estratégico, creatividad, etc.).
Como facilidades operativas, se identificó la complejidad requerida para la prestación del
servicio (niños y adultos, capacidad de juego mínimo de dos o tres personas, etc.). La
Tabla 3.1 resume los resultados obtenidos.
22
Tabla 3.1. Análisis comparativo de las iniciativas de
incorporación de juegos de mesa a escala humana, en
espacios públicos.
Espacios Públicos
Aporte cultural
Facilidades
operativas
Superkilen Alto Alto
Tecla Sala Alto Alto
Ajedrez Uruguay Alto Alto
Ajedrez Bogotá Alto Bajo
Ajedrez Argentina Alto Alto
Ajedrez Valencia Alto Bajo
Fuente: Diseño de los autores.
Los resultados obtenidos muestran la total aplicabilidad del ajedrez a escala humana en
espacios públicos. En este contexto, se decidió proponer facilidades para la práctica del
ajedrez en el PRJ, potenciadas por energía solar.
23
CAPÍTULO IV
4. DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL
PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CIUDAD DE LOJA, INCLUYENDO EL
JUEGO A ESCALA HUMANA Y EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA SOLAR
24
4.1. Introducción.
En trabajos anteriores, se analizó la inclusión de juegos de mesa a escala humana en
espacios públicos (sugiriendo la repotenciación del juego de ajedrez existente); y, la
potencialidad de aprovechamiento de fuentes renovables de energía, entre ellas la
energía solar, para potenciar diversos procesos en el Parque Recreacional Jipiro (PRJ)
de la ciudad de Loja, Ecuador.
En este documento, se presentan los resultados obtenidos en la etapa de diseño de las
facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ, incluyendo el juego a escala humana
y el aprovechamiento de energía solar.
4.2. Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ.
4.2.1. Metodología de diseño.
Para el diseño de las facilidades, el equipo de trabajo decidió proponer una metodología
de 3 etapas: conceptualización, diseño de facilidades para práctica recreativa del
ajedrez (a escala natural), y, diseño de facilidades para la práctica del ajedrez a escala
humana (ver Figura.4.1).
4.2.2. Conceptualización.
Como resultado de trabajos preliminares, y, con la asesoría de los entrenadores de la
Asociación de Ajedrez de Loja, el equipo de trabajo decidió proponer la repotenciación
del juego de ajedrez existente actualmente en el parque, convirtiendo a este espacio en
un punto de encuentro, y de participación de la comunidad en actividades lúdicas y de
enriquecimiento intelectual.
25
Figura. 4.1. Metodología propuesta para el
diseño de las facilidades para la práctica del
ajedrez en el PRJ.
Fuente: Elaboración de los autores.
La propuesta implica reorganizar el espacio físico alrededor del actual tablero,
incorporando mobiliario urbano a manera de islas, acondicionado para la práctica
recreativa del ajedrez en espacios públicos [9]. Para fomentar la práctica nocturna o
para iluminar el mobiliario, se prevé la instalación de módulos solares para proveer de
energía a las islas.
El tablero actual se convertirá entonces, en un espacio para el desarrollo de partidas
demostrativas, y, la realización de torneos de ajedrez a escala humana. Para este fin,
se implementará un graderío, un sistema electrónico de visualización de resultados
(panel de control y pantallas LED para visualización de movimientos y tiempo), y, un
árbol solar para potenciar el sistema electrónico (ver Figura.4.2).
Inicio
Diseño de las
facilidades para
práctica a escala
humana de ajedrez
Fin
Diseño de las
facilidades para
práctica recreativa de
ajedrez
Conceptualización
26
Figura. 4.2. Vista panorámica de las facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ.
Fuente: Diseño de los autores.
4.2.3. Diseño de facilidades para la práctica recreativa de ajedrez en el
PRJ.
Para la práctica recreativa del ajedrez, se propone dotar al parque de varias islas
móviles, configuradas alrededor del mobiliario urbano mostrado en la Figura.4.3. La isla
cuenta con las facilidades para acomodar a 2 jugadores, sentados alrededor de un
tablero dibujado en el mobiliario. Los módulos solares no solo capturan energía solar
para la iluminación, sino que también proporcionan protección contra el Sol.
27
Figura. 4.3. Isla móvil para la práctica de ajedrez
recreativo en el PRJ.
Fuente: Diseño de los autores.
Los módulos solares se dimensionaron para cubrir la demanda de la iluminación, y, para
proveer de energía a dispositivos electrónicos de bajo consumo.
4.2.3.1. Cálculo de la demanda de energía para iluminación.
La carga requerida para iluminación depende del número, y del tipo de luminaria. En
este proyecto, la carga se aproximó con ayuda del método de lúmenes [10].
El índice del local (k) se calculó en 0.75, empleando la ecuación (1), considerando la
geometría de la isla (ver Figura.4.4).
28
Figura. 4.4 Diseño geométrico de la isla
propuesta para la práctica recreativa del ajedrez.
Fuente: diseño de los autores.
k =a x b
h(a+b) (1)
En dónde,
a, es el ancho de la isla, m
b, es el largo de la isla, m
h, es la altura útil, m
La altura útil del local de 1,32m, se obtuvo a través de la expresión (2).
h = d − p (2)
En dónde,
d, es la altura del suelo a la luminaria, m
p, es la altura entre el suelo y el plano de trabajo, m
El coeficiente de utilización (Cu), se define como el cociente entre el flujo luminoso que
llega al plano de trabajo, y, el flujo total emitido por las lámparas instaladas. Utilizando
29
la expresión (3), se calculó un coeficiente de 89,5%, considerando el índice del local y
los coeficientes de reflexión de techo, paredes, y, suelo.
Cu =∑(datos de corrección del índice local)
Nro.datos (3)
Los coeficientes de reflexión se encuentran normados para diferentes tipos de
materiales, superficies, y, acabados. La corrección del coeficiente de utilización, que
depende de los coeficientes de reflexión e índice de local, se calculó a través de la
Tabla 4.1.
El coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación, relaciona el flujo
emitido por las lámparas, y, la acumulación de polvo y otros materiales sobre ellas. Este
coeficiente depende de la polución ambiental y de la frecuencia de aseo del local. En
este proyecto, de acuerdo a [10], Cm tendrá un valor de 0,6 para un ambiente sucio.
Tabla 4.1. Datos de corrección de Cu, en
dependencia del índice del local
Tabla de corrección
Techo 0.70 0.70 0.70 0.50 0
Suelo 0.70 0.50 0.20 0.20 0
Pared 0.50 0.20 0.20 0.10 0
Índice de local
k 0.6 77 58 49 48 45
k 1.0 100 77 69 67 63
k 1.5 116 91 84 80 77
k 2.5 129 100 95 90 86
k 3.0 133 103 99 93 89
Fuente:http://www.ehu.eus/alfredomartinezargote/te
ma_4_archivos/luminotecnia/11.%20Iluminaci%F3n
%20proy.pdf
El flujo luminoso total (ϕT) se calculó en 260,44 lum, utilizando la ecuación (4),
considerando que de acuerdo a [11], la iluminación media para entrenamiento amateur
y recreación al aire libre es de 200 luxes.
ϕT =Em x S
Cu x Cm (4)
En dónde,
30
ϕT, es el flujo luminoso total, lúmenes
Em, es la iluminancia media del lugar, luxes
S, es la superficie total de la isla, m2
Cu, es el coeficiente de utilización, %
Cm, es el coeficiente de mantenimiento, unid
El número de luminarias requeridas para iluminar la isla se calculó en 1, empleando la
expresión (5).
Nl =ϕT
n x ϕL (5)
En dónde,
NL, es el número de luminarias, unid
n, es el número de lámparas por cada luminaria, unid
ϕL, es el flujo luminoso de la lámpara, lúmenes
En función de la disponibilidad en el mercado, para este proyecto se seleccionó
lámparas LED dicroicas de 4W, apropiadas para espacios exteriores, cuyas
características técnicas se muestran en la Tabla 4.2.
Tabla 4.2. Características técnicas de
iluminaria
Voltaje 9 – 14V
Potencia Nominal 4W
Intensidad de luz 290 lm
Ángulo de apertura 40◦
Vida útil 50.000 h
Fuente: http://www.masluz.mx/foco-led-dicroico-
mr16-4w-12v/p
Por seguridad, el equipo de trabajo decidió implementar 2 lámparas LED dicroicas,
distribuidas uniformemente en la isla.
31
4.2.3.2. Dimensionamiento de los equipos requeridos para el sistema de
provisión de energía para la isla.
Para el sistema de provisión de energía para iluminación y dispositivos electrónicos de
bajo consumo, se propuso una arquitectura formada por 4 bloques (ver Fig. 4.5).
Fig. 4.5. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de
provisión de energía a la isla.
Fuente: Elaborado por Autores
4.2.3.2.1. Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar.
Los requerimientos diarios de energía de la carga a alimentar, se muestran en la Tabla
4.3.
Tabla 4.3. Características de potencia diaria de la carga.
Dispositivo Unidades Potencia,
W
Uso,
h
Energía,
Wh/día
Lámpara
dicroica
2 4.0 4 32.0
Altavoz
bluetooth
1 2.5 8 20.0
Factor de reserva, 5% 2.6
Total. Wh/día 54.6
Fuente: Elaborado por los autores
La tensión Vcc del sistema, es la tensión nominal en la cual trabaja el sistema. Para este
sistema se decidió trabajar con 12V. Entonces, la carga diaria de corriente se calculó de
4,55Ah, empleando la ecuación (6).
IDC =EC
TCC (6)
En dónde,
IDC, es la carga diaria de corriente, Ah
Módulos
Fotovoltaicos
Regulador de
carga Baterías Iluminación,
Dispositivos de
bajo consumo
32
EC, es el requerimiento diario de potencia, Wh/día
TCC, es la tensión de corriente continua, V
La carga de corriente corregida, se calculó de 5,46 Ah, a través de la expresión (7), con
un factor de seguridad de 1,2% [10].
ICC = ICD x fs (7)
En dónde,
ICC, es la carga de corriente corregida, Ah
ICD x , es la carga diaria de corriente, Ah
fs, es el factor de seguridad, %
Con ayuda de la ecuación (8) se estimó la corriente pico de la isla de 1,21 Ah,
considerando que de acuerdo al Atlas Solar del Ecuador [13], se registra un promedio
anual de radiación solar en Loja de 4,5 KWh/m2.
IP =ICC
ICDm (8)
En dónde,
IP, es la corriente pico del sistema, Ah
ICC, es la carga de corriente corregida, Ah
ICDm, es la radiación solar media, KWh/m2
En la isla se resolvió emplear paneles solares tipo Victron Energy Policristalino (ver
Tabla 4.4), con una corriente pico de 1,67A a 12V [14]. El número de módulos solares
requeridos en paralelo es de 1, calculados a través de la expresión (9).
Am =IP
IPm (9)
En dónde,
Am, es el arreglo de los módulos en paralelo, unid
IP, es la corriente pico del sistema, Ah
IPm, es la intensidad pico de la lámina, A
33
Tabla 4.4. Características técnicas de los
módulos Victron Energy Policristalino SPP30-12
Voltaje nominal 12/24V
Potencia nominal 30W
Tensión máxima 18V
Corriente máxima 1,67A
Peso 2,5Kg
Dimensiones 450 x 540 x 25 mm
Fuente:http://www.victronenergy.com.es/upload/do
cuments/Datasheet- BlueSolar-Polycrystalline-
Panels-ES.pdf
La tensión de corriente continua nominal se calculó de 0,66 V, a través de la ecuación
(10).
Tccn =Tcc
TCCl (10)
En dónde,
Tccn, es la tensión de corriente continua nominal, V
Tcc, es la tensión de corriente continua del sistema, V
TCCl, es la tensión de corriente continua de la lámina, V
El número total requerido de módulos para la iluminación del juego es 1, determinados
de la ecuación (11).
Ntm = Am x Tccn (11)
En dónde,
Ntm, es el número de módulos total, unid
Am, es la tensión de corriente continua, unid
Tccn, es la tensión de corriente continua de la lámina, V
Finalmente se comprueba que se necesita 1 panel fotovoltaico para cubrir la carga de
la isla para la práctica recreativa de ajedrez.
34
4.2.3.2.2. Sobre el banco de baterías.
La capacidad nominal del banco de baterías se calculó de 5,46 Ah, por medio de la
ecuación (12), considerando 1 día de autonomía del sistema.
Cnbb = Icc x Dr (12)
En dónde,
Cnbb, es la capacidad nominal del banco de baterías, Ah
Icc, es la carga de corriente corregida, Ah
Dr, es el número de días de reserva, unid
La capacidad corregida del banco de baterías se calculó de 6,82Ah, considerando una
profundidad de descarga de 0,8 para baterías de electrolito [15], determinada mediante
la ecuación (13).
Ccbb =Cnbb
Pd (13)
En dónde,
Ccbb, es la capacidad corregida del banco de baterías, Ah
Pd, es la profundidad de descarga, %
A través de la ecuación (14), se determinó la necesidad de utilizar una sola batería. En
este proyecto se utilizará una batería RITAR RT1270E, con una capacidad nominal de
7 Ah [16].
Abp =Ccbb
Cnb (14)
En dónde,
Abp, es el arreglo de baterías en paralelo, unid
Cnb, es la capacidad nominal de la batería, Ah
35
4.2.3.2.3. Sobre el controlador de carga.
Para dimensionar el controlador de carga se tomó en consideración la potencia máxima
del panel fotovoltaico seleccionado (30 W a 12 V). Esto implica que el controlador deberá
operar a corrientes superiores a 2.5 A.
En este proyecto, se seleccionó un equipo Phocos CML05 de 5 A, cuyas características
técnicas se muestran en la Tabla 4.5.
Tabla 4.5. Características técnicas del
controlador CML05
Voltaje nominal 12/24V
Máxima corriente
de módulos
5A
Máxima corriente
de consumo
5A
Autoconsumo <4mA
Dimensiones 80 x 100 x 32 mm
Fuente: http://www.phocos.com/es-
ES/datasheet_cc_cml.html
4.2.4. Diseño de las facilidades para la práctica de ajedrez a escala
humana en el PRJ.
Para la práctica de ajedrez a escala humana, se plantea emplear un árbol fotovoltaico
para proveer de energía a la interfaz electrónica del sistema de visualización de
resultados (ver Figura.4.6).
La iluminación del tablero actual y de la zona de incidencia se hará con la red eléctrica
pública, y, no forma parte de este trabajo.
36
Figura.4.6. Árbol fotovoltaico para provisión de
energía solar a la interfaz electrónica del sistema de
visualización de resultados.
Fuente: Elaboración de los autores.
4.2.4.1. Dimensionamiento de los equipos requeridos para el sistema de
provisión de energía a la interfaz electrónica.
Para el sistema de provisión de energía para la interfaz electrónica, se propuso una
arquitectura formada por 4 bloques (ver Figura. 4.7).
Figura. 4.7. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de
provisión de energía a la interfaz electrónica del sistema de
visualización.
Fuente: Elaboración de los autores.
4.2.4.1.1. Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar.
La Tabla 4.6, aproxima la demanda de energía requerida en las pantallas LED, para 8
h de trabajo diario. Para la proyección de la demanda, se consideró que el consumo de
las pantallas LED DMD es de 100W [18] (ver Tabla 4.7).
Regulador de
carga
Módulos
Fotovoltaicos Baterías
Pantallas
Led,
circuitos
37
Tabla 4.6. Características de potencia requerida por la
interfaz electrónica.
Dispositivo Unidad Potencia,
W
Uso,
h
Energía,
Wh/día
Pantalla Led 2 100.0 8 1600.0
Arduino Uno 1 0.2 8 2.0
Factor de reserva, 5% 80.1
Otros dispositivos de electrónica 100.0
Total. Wh/día 1882.1
Fuente: Elaborado por los autores
Tabla 4.7. Características técnicas de las pantallas LED DMD
32x16 Red
Resolución 32x16
Voltaje de operación 5 Vcd
Distancia visibilidad máx. 12 m
Peso 2 lib
Dimensiones 320 (W) x 160 (H)x 14 (D) mm (30 mm (D)
Fuente:http://cdn.shopify.com/s/files/1/0045/8932/files/DMD_Getting_Started.pdf?
100647
Como tensión del sistema (Vcc) se seleccionó 12V. Entonces la carga diaria de
corriente, se calculó en 156,84 Ah.
La carga de corriente corregida, se calculó en 188,21 Ah, con un factor de seguridad de
1,2%.
La corriente pico del sistema se determinó en 41,82 Ah.
En este proyecto, se resolvió emplear módulos solares tipo SUNSET PX 1456 (ver Tabla
4.8), con una corriente pico de 7,95A a 12V [19]. El número de módulos solares
requeridos, en un arreglo en paralelo, es de 5.
Tabla 4.8. Características técnicas de los paneles solares
SUNSET PX 1456
Potencia máxima 145 W
Corriente nominal 7.95 A
Voltaje nominal 18.22 V
Peso 9.7 Kg
Dimensiones 1460 x 660 x 35mm
Fuente:http://www.renova-
energia.com/pdf/paneles/SUNSET%20PX1456%20145W%2012V
DC%20.pdf
38
La tensión de corriente continua nominal se calculó de 0,65 V.
Finalmente, se comprobó que número total requerido de módulos para la alimentar la
carga de la interfaz electrónica será de 3.
4.2.4.1.2. Sobre el banco de baterías.
La capacidad nominal del banco de baterías se calculó en 188,21 Ah, considerando 1
día de autonomía del sistema.
La capacidad corregida del banco de baterías se calculó en 235,26Ah, considerando
una profundidad de descarga de 0,8, para baterías de electrolito [15].
Se estableció un arreglo de 2 baterías conectadas en paralelo. Como batería se utilizará
el modelo RITAR RA12-100, con una capacidad nominal de 100 Ah [20].
4.2.4.1.3. Sobre el controlador de carga.
Para dimensionar el controlador de carga se tomó en consideración la potencia máxima
del arreglo de módulos PV (435 W a 12 V). Esto implica que el controlador deberá operar
a corrientes superiores a 36.25 A. Se seleccionó un equipo Phocos CX40 de 40 A,
cuyas características técnicas se muestran en la Tabla 4.9.
Tabla 4.9 Características técnicas del controlador CX40
Voltaje nominal 12/24V
Máxima corriente de
módulos
40A
Máxima corriente de
consumo
40A
Autoconsumo <4mA
Dimensiones 89 90 x 39 mm
Fuente: http://www.phocos.com/es-ES/datasheet_sm_cx.html
39
4.2.5. Diseño de conexiones eléctricas.
En la Fig.4.8 se muestra el esquema de conexiones eléctricas de las facilidades para la
práctica del ajedrez en el PRJ.
Fig.4.8. Esquema general de las conexiones eléctricas de las facilidades para la
práctica de ajedrez en el PRJ.
Fuente: Elaborado por los autores
4.2.6. Presupuesto de inversión.
En las Tablas 4.10 y 4.11, se muestra el presupuesto de inversión para la
implementación de las facilidades para la práctica de ajedrez en el PRJ.
Tabla 4.10. Presupuesto para implementación de facilidades para la
práctica recreativa de ajedrez en el PRJ.
Ítem Cant. V.U Total
Paneles Victron Energy Policristalino 30W 1 75 75
Batería Ritar 7Ah 1 17 17
Controlador Phocos 5A 1 35 35
Lámparas dicroicas led 2 19 38
Altavoz bluetooth 1 100 100
Estructura 1 1000 1000
TOTAL 1265
Fuente: Elaborado por los autores
40
Tabla 4.11. Presupuesto para implementación de facilidades para la
práctica demostrativa de ajedrez en el PRJ.
Ítem Cant. V.U Total
Paneles SUNSET PX 1456 3 330 990
Batería Ritar 100Ah 2 260 520
Controlador Phocos 40A 1 173 173
Pantallas Led 2 70 140
Estructura del Árbol solar 1 1200 1200
Anclaje del árbol 1 100 100
Instalación 1 600 600
Tablero y caja metálica 1 50 50
Dispositivos electrónicos 1 100 100
Imprevistos 1 1000 1000
TOTAL 4873
Fuente: Elaborado por los autores
41
CONCLUSIONES
Con una extensión de 10 Ha, el PRJ se constituye en uno de los principales centros
de recreación de la ciudad de Loja.
Por las características del PRJ, se han calificado como potencialmente utilizables
al menos 3 fuentes renovables de energía en su territorio: solar, humana, y,
biomasa
En las condiciones del PRJ, la recuperación del espacio para el juego de ajedrez a
escala humana, puede complementarse con la instalación de un sistema de
iluminación y de una interfaz electrónica, ambas potenciadas por energía solar.
Los resultados obtenidos muestran la factibilidad técnica de la repotenciación del
juego de ajedrez a escala humana en el PRJ, con el aprovechamiento de energía
solar.
42
TRABAJOS FUTUROS
Para trabajos futuros se recomienda considerar en cuanto al diseño, el mejoramiento de
la infraestructura del juego de ajedrez a escala humana existente (tablero y piezas).
Adicionalmente en el dimensionamiento de la isla para práctica recreativa de ajedrez,
se puede considerar la incorporación de más servicios para los usuarios (dispositivos
de bajo consumo).
43
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[16] En línea: RITAR RA1270E, [En línea]. Disponible en: http://www.renova-
energia.com/productos_baterias/baterias_ritar_rt1270e_12v7ah.html
[17] En línea: Controlador Phocos, [En línea]. Disponible en: http://www.phocos.com/es-
ES/datasheet_cc_cml.html
[18] En línea: Paneles Led DMD, [En línea]. Disponible en:
http://cdn.shopify.com/s/files/1/0045/8932/files/DMD_Getting_Started.pdf?100647
[19] En línea: SUNSET PX 1456, [En línea]. Disponible en: http://www.renova-
energia.com/pdf/paneles/SUNSET%20PX1456%20145W%2012VDC%20.pdf
[20] En línea: RITAR RA12-100, [En línea]. Disponible en:
http://www.ritarpower.com/upload/pdf/2014012013042505744568.pdf
[21] En línea: Controlador Phocos CX, [En línea]. Disponible en:
http://www.phocos.com/es-ES/datasheet_sm_cx.html
45
ANEXOS
46
ANEXO A
MAPA DE ZONIFICACIÓN DEL NIVEL DE RADIACIÓN SOLAR EN EL PR JIPIRO
47
48
ANEXO B
VISTA EN 3D DEL DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL
AJEDREZ EN EL PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CUIDAD DE LOJA
49
50
ANEXO C
ISLA PARA PRÁCTICA RECREATIVA DE AJEDREZ
51
52
ANEXO D
ÁRBOL FOTOVOLTAICO PARA PROVISIÓN DE ENERGÍA SOLAR A LA INTERFAZ
ELECTRÓNICA DEL SISTEMA DE VISUALIZACIÓN DE RESULTADOS.
53
54
ANEXO E
ESQUEMA DE CONEXIONES ELÉCTRICAS DE LAS FACILIDADES PARA LA
PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA
CUIDAD DE LOJA
55
56
ANEXO F
DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL
PARQUE RECREACIONAL JIPIRO DE LA CUIDAD DE LOJA, INCLUYENDO EL
JUEGO A ESCALA HUMANA Y EL APROVECHAMIENTO SOLAR
57
Diseño de las facilidades para la práctica del ajedrez
en el Parque Recreacional Jipiro de la ciudad de
Loja, incluyendo el juego a escala humana y el
aprovechamiento de energía solar
#1Yanela Angamarca, #2 Jorge Luis Jaramillo
#1 Profesional en Formación, EET – Universidad Técnica Particular de Loja
#2 Docente investigador SET DCCE, Universidad Técnica Particular de Loja
Loja, Ecuador-2014
[email protected], [email protected]
Resumen— En este trabajo se describe los resultados
obtenidos al diseñar las facilidades para la práctica del ajedrez
en el territorio del Parque Recreacional Jipiro de la ciudad de
Loja, incluyendo el juego a escala humana, y, el
aprovechamiento de energía solar.
Palabras claves— juegos de mesa, juegos de mesa a escala
humana, juegos de mesa a escala humana en espacios públicos,
energía, energía solar.
I. INTRODUCCIÓN
En el mes de septiembre del 2014, el Gobierno
Autónomo Descentralizado Municipal (GADM) de Loja
solicitó a la Universidad Técnica Particular de Loja
(UTPL), el apoyo técnico en una serie de iniciativas de
desarrollo local.
En el grupo de actividades priorizadas se incluyó la
conformación de una mesa de trabajo alrededor del
aprovechamiento de energía de fuentes renovables en el
Parque Recreacional Jipiro (PRJ), ubicado al centro norte
de la ciudad.
En este documento se describe los resultados obtenidos
en las etapas de evaluación del estado del arte de la
inclusión de los juegos de mesa a escala humana en
espacios públicos, y, de diseño de las facilidades para la
práctica del ajedrez en el Parque Recreacional Jipiro de la
ciudad de Loja, incluyendo el juego a escala humana y el
aprovechamiento de energía solar.
II. METODOLOGÍA PROPUESTA PARA LA IDENTIFICACIÓN
DE FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA,
POTENCIALMENTE APROVECHABLES EN EL PRJ
En relación al aprovechamiento de fuentes renovables
de energía en el PRJ, se encargó a la Sección de
Telecomunicaciones y Electrónica (STE) del
Departamento de Ciencias de la Computación y
Electrónica (DCCE) la coordinación de la mesa de trabajo,
invitándose también a investigadores del Departamento de
Arquitectura y Artes (DAA). En el GADM de Loja, la
representación se asignó a la Dirección de Electrónica y
Telecomunicaciones.
Conformada la mesa de trabajo, se diseñó y aprobó una
aproximación metodológica para responder a los
requerimientos planteados (ver Fig.1).
Inicio
Caracterización del parque e identificación de fuentes renovables
de energía
Revisión del estado del arte y formulación de
propuestas de aprovechamiento
Ingeniería de detalle
Implementación y puesta en marcha
Fin
Fig. 1. Metodología de trabajo de la mesa conformada. Diseño de
autores.
La etapa de caracterización del parque e identificación
de fuentes renovables de energía, se propuso para
actualizar la información disponible sobre el PRJ, y, en
base a la observación directa en el territorio, identificar las
fuentes renovables de energía potencialmente
aprovechables para potenciar procesos actuales o por
implementar en el parque.
Con la intención de optimizar los recursos disponibles,
se decidió plantear una etapa de revisión bibliográfica del
58
estado del arte en el aprovechamiento de energía de fuentes
renovables en espacios públicos, que permita identificar las
mejores prácticas en funcionamiento en espacios similares.
Culminadas las 2 primeras etapas, los resultados
obtenidos fueron socializados con los delegados del
GADM, a fin de obtener una priorización desde la
perspectiva municipal. Las propuestas priorizadas pasaron
a una etapa de ingeniería de detalle, cuyo resultado fue la
elaboración de esquemas mecánicos, electrónicos,
eléctricos, de obra civil, entre otros.
En la mesa de trabajo, se decidió aperturar las etapas de
implementación y gestión, en función de la disponibilidad
de recursos para financiar las obras requeridas.
Para la ejecución de las etapas metodológicas
propuestas, se conformó un equipo de trabajo integrado por
10 estudiantes de la titulación de Ingeniería en Electrónica
y Telecomunicaciones, que aceptaron apoyar en la
iniciativa como parte de su trabajo de fin de titulación. La
subdivisión de este equipo de trabajo, permitió profundizar
en el análisis de las diversas formas de energía renovable
existentes en el parque.
III. CARACTERIZACIÓN DEL PARQUE E
IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE FUENTES
APROVECHABLES DE ENERGÍA
A. Un poco de historia
El PRJ se ubica en el barrio del mismo nombre, al norte
de la ciudad de Loja (Ecuador), y, posee una extensión de
10 Ha, donadas a la ciudad de Loja por el filántropo Daniel
Álvarez Burneo.
En la década de los años sesenta del siglo pasado, el
entonces Alcalde la ciudad, Dr. Vicente Burneo, abrió la
posibilidad de que la propiedad se destine a la construcción
de un espacio de recreación y entretenimiento.
En la década de los ochenta, se realizó la primera
intervención planificada para la dotación de la
infraestructura física necesaria, bajo el motivo de la
interculturalidad. En esta etapa, la laguna existente fue
conectada mediante un canal con la quebrada de Jipiro.
Oficialmente, el PRJ nació en 1988 durante la alcaldía
del Dr. José Bolívar Castillo. Se desarrolló el concepto de
parque temático, edificando infraestructura recreacional,
educacional y/o administrativa que reproduzca la
arquitectura representativa de algunos países y regiones.
En el territorio del PRJ, a través de un recorrido lúdico que
conjuga arquitectura y esparcimiento, la ciudadanía se
acerca al conocimiento de los núcleos culturales más
destacados en el mundo.
B. Zonificación del PRJ
Existen 2 zonas claramente definidas, separadas por el
río Zamora, y articuladas a través de un nodo comunicador
en forma de un puente peatonal .En estas zonas coexisten
los monumentos temáticos (proyecto de las culturas), y, los
espacios recreativos y de competencia deportiva. El flujo
de visitantes en las zonas se dirige a través de senderos,
con la respectiva señalética y equipados con mobiliario
urbano. El acceso al PRJ se realiza desde las 3 vías que
circunvalan el territorio (Av. Salvador Bustamante Celi,
Av. Velasco Ibarra y Pasaje “H”).
C. Otras facilidades el PRJ
En el territorio del PRJ existen diversos espacios
dedicados a la recreación: juegos infantiles, juego de
ajedrez, réplica de una locomotora a vapor, laguna y
recorrido acuático, área de camping, y, minizoológico.
Entre los servicios que ofrece el PRJ se cuentan 2 plazas de
estacionamientos (una para el área recreativa y otro para la
zona deportiva), baterías sanitarias, y, senderos.
D. Identificación preliminar de las fuentes renovables de
energía aprovechables en el territorio del PR Jipiro
La observación in situ del territorio del PRJ, y, la
consideración del desarrollo prospectivo que la
administración del GADM desea construir en el parque,
permitió identificar al menos 3 fuentes renovables de
energía: solar, humana, y, biomasa.
E. Evaluación del potencial de aprovechamiento de
energía solar
Para evaluar las potencialidades de aprovechamiento
de energía solar en el PRJ, se decidió aplicar la
metodología de trabajo mostrada en la Fig.2.
Inicio
Identificación de zonas de alta
radiación
Identificación de zonas de media
radiación
Identificación de zonas de baja
radiación
Elaboración de un mapa de
zonificación de radiación
Fin
Fig. 2. Metodología de trabajo para la identificación de las
potencialidades del aprovechamiento de energía solar en el PRJ. Diseño de autores. Elaboración de los autores.
59
Fig. 3. Mapa de zonificación del nivel de radiación solar en el PR Jipiro. Diseño de autores.
Debido a las limitaciones existentes en los plazos de
ejecución del proyecto, se decidió realizar una zonificación
preliminar de niveles de radiación (ver Fig.3). La
observación in situ se realizó durante 3 días consecutivos
del mes de septiembre de 2014, entre las 9h00 y las 18h00.
60
Se consideró como zonas de alta radiación, a aquellas
en las que el Sol llega directamente a la superficie, sin
ningún obstáculo. Las zonas de radiación media se
relacionan con aquellas con obstáculos moderados, y, las
de baja radiación con las zonas cubiertas por bosques (ver
Fig.4, 5, y 6).
Fig. 4. Panorámica de la pista de bicicletas, clasificada como zona de
alta radiación. Fotografía de los autores.
Fig. 5. Panorámica de los senderos a lo largo del río Zamora, área
clasificada como zona de media radiación. Fotografía de los autores.
Fig. 6. Panorámica de los senderos al interior del parque, área clasificada como zona de baja radiación. Fotografía de los autores.
La zonificación muestra que alrededor del 50% de la
superficie del PRJ recibe alta radiación solar, lo que vuelve
muy atractiva a la idea de aprovechar la energía solar. Bajo
la premisa de implementar estaciones de aprovechamiento
de energía solar, para potenciar las actividades propias del
parque, a través de una lluvia de ideas, el grupo de trabajo
pudo identificar un alto potencial de aprovechamiento de
energía solar por medio de un árbol solar en el sector del
juego de ajedrez a escala humana tanto para iluminación de
mobiliario urbano, como para alimentar una interfaz
electrónica.
IV. REVISIÓN DEL ESTADO DEL ARTE SOBRE LOS
JUEGOS DE MESA A ESCALA HUMANA EN
ESPACIOS PÚBLICOS
A. Sobre los juegos de mesa a escala humana
Un juego de mesa es un juego que se practica
generalmente sobre una mesa o un soporte similar, y, que
es jugado por una o más personas, habitualmente situadas
alrededor de la mesa.
Un juego de mesa puede requerir de los jugadores, el
uso del razonamiento táctico o estratégico, la coordinación,
la destreza manual, la memoria, la capacidad deductiva, la
psicología, la destreza negociadora, o simplemente estar
basado en el puro azar.
Las civilizaciones egipcia, griega y romana, ya
practicaban juegos de mesa, algunos de estrategia similar a
los juegos actuales, como las damas y el ajedrez. Los
juegos de mesa actuales son diversos, simples o complejos,
y, se presentan en un abanico muy amplio de intereses
(abstractos, temáticos, familiares, de guerra, etc.).
En la actualidad, los juegos de mesa han derivado a los
llamados juegos de rol o de escala humana, en los que el
jugador se convierte en un personaje del juego.
Por otro lado, la necesidad de contar con espacio y
rivales suficientes para su práctica, ha permitido que los
juegos de mesa lleguen a los espacios públicos,
constituyéndose en un requerimiento a ser tomado en
cuenta durante el diseño arquitectónico y funcional [1].
B. Algunas experiencias de integración de juegos a
escala humana en espacios públicos
En Dinamarca, en el barrio de Norrebro (uno de los de
mayor diversidad étnica) de la ciudad de Copenhague, se
ubica el parque Superkilen, de 750 m de largo, que
incorpora juegos de mesa, juegos recreativos, y, espacios
verdes. En el parque, el espacio denominado Plaza Roja
está dedicada a la recreación y la vida diaria; el Mercado
Negro cuenta con parrilladas de barbacoa, mesas de ajedrez
y juegos japoneses; y, el Green Park está orientado al
picnic o a paseos después del trabajo, contando con zonas
verdes e instalaciones deportivas (ver Fig.7) [2]
61
En España, en la ciudad de Mérida, la iniciativa Tecla
Sala permite al visitante encontrarse con varios aspectos de
la vida durante el imperio romano (ver Fig.8), incluyendo
juegos de mesa de la época. Adicionalmente, los visitantes
pueden experimentar otros juegos de mesa como ajedrez,
monopolio, power grid, agrícola, dixit, entre otros [3].
Fig. 7. Panorámica del Parque Superkilen [2]
Fig. 8. Panorámica del centro cultural y biblioteca "Tecla Sala” [3]
En Valencia, también en España, se practica un ajedrez
viviente, en el que las personas forman parte del juego
utilizando cascos identificativos (caballo, alfil, dama, rey),
(ver Fig.9) [4]
Fig. 9. Disfraces para ajedrez a escala humana [7]
En Uruguay, con la intención de desmitificar el juego
del ajedrez, los fanáticos llevaron el juego a las calles y
barrios de Montevideo (ver Fig.10) [5].
En Colombia, en la ciudad de Bogotá se creó la
denominada Plaza del Peón, espacio que une la lúdica y la
pedagogía. El sitio se ha convertido en un referente
arquitectónico y cultural gracias a las fichas de un peón y
un rey en tamaño gigante, un tablero de ajedrez a escala
humana, y, las representaciones de los rostros de los
mejores ajedrecistas de la historia (ver Fig.11) [6].
Fig. 10. Juego del ajedrez en un parque público de Montevideo [4]
Fig. 11. Panorámica de la Plaza del Peón [5]
62
En Argentina, en varias provincias se practica juegos
de ajedrez en tableros con piezas gigantes. La iniciativa
apunta a que chicos y adultos participen en partidas de
construcción colectiva, compitiendo en mini campeonatos
o torneos blitz (ver Fig.12) [7].
Fig. 12. Partida de ajedrez en un torneo blitz en Argentina [7]
C. A manera de propuesta para la inclusión de juegos
de mesa a escala humana en el PRJ
Establecido el estado del arte en la incorporación de los
juegos de mesa a escala humana en los espacios públicos,
se decidió comparar las experiencias, considerando el
aporte cultural y facilidades operativas. Como aporte
cultural se consideró las habilidades y competencias que
los juegos de sala son capaces de aportar (capacidad de
análisis, toma de decisiones, pensamiento lateral y
estratégico, creatividad, etc.).
Como facilidades operativas, se identificó la
complejidad requerida para la prestación del servicio
(niños y adultos, capacidad de juego mínimo de dos o tres
personas, etc.). La Tabla 1 resume los resultados obtenidos.
Tabla 1.
Análisis comparativo de las iniciativas de incorporación de
juegos de mesa a escala humana, en espacios públicos. Diseño
de autores
Espacios Públicos
Aporte cultural
Facilidades
operativas
Superkilen Alto Alto
Tecla Sala Alto Alto
Ajedrez Uruguay Alto Alto
Ajedrez Bogotá Alto Bajo
Ajedrez Argentina Alto Alto
Ajedrez Valencia Alto Bajo
Los resultados obtenidos muestran la total aplicabilidad
del ajedrez a escala humana en espacios públicos. En este
contexto, se decidió proponer facilidades para la práctica
del ajedrez en el PRJ, potenciadas por energía solar.
V. DISEÑO DE LAS FACILIDADES PARA LA
PRÁCTICA DEL AJEDREZ EN EL PRJ
A. Metodología de diseño
Para el diseño de las facilidades, el equipo de trabajo
decidió proponer una metodología de 3 etapas:
conceptualización, diseño de facilidades para práctica
recreativa del ajedrez (a escala natural), y, diseño de
facilidades para la práctica del ajedrez a escala humana
(ver Fig.13).
B. Conceptualización
Como resultado de trabajos preliminares, y, con la
asesoría de los entrenadores de la Asociación de Ajedrez
de Loja, el equipo de trabajo decidió proponer la
repotenciación del juego de ajedrez existente actualmente
en el parque, convirtiendo a este espacio en un punto de
encuentro, y de participación de la comunidad en
actividades lúdicas y de enriquecimiento intelectual.
Fig. 13. Metodología propuesta para el diseño de las facilidades para la
práctica del ajedrez en el PRJ. Elaboración de los autores.
La propuesta implica reorganizar el espacio físico
alrededor del actual tablero, incorporando mobiliario
urbano a manera de islas, acondicionado para la práctica
recreativa del ajedrez en espacios públicos [9]. Para
fomentar la práctica nocturna o para iluminar el mobiliario,
se prevé la instalación de módulos solares para proveer de
energía a las islas.
El tablero actual se convertirá entonces, en un espacio
para el desarrollo de partidas demostrativas, y, la
realización de torneos de ajedrez a escala humana. Para
Inicio
Diseño de las
facilidades para
práctica a escala
humana de ajedrez
Fin
Diseño de las
facilidades para
práctica recreativa
de ajedrez
Conceptualización
63
este fin, se implementará un graderío, un sistema
electrónico de visualización de resultados (panel de control
y pantallas LED para visualización de movimientos y
tiempo), y, un árbol solar para potenciar el sistema
electrónico (ver Fig.14).
Fig. 14. Vista panorámica de las facilidades para la práctica del ajedrez en el PRJ. Diseño de los autores.
D. Diseño de facilidades para la práctica recreativa de
ajedrez en el PRJ
Para la práctica recreativa del ajedrez, se propone dotar
al parque de varias islas móviles, configuradas alrededor
del mobiliario urbano mostrado en la Fig.15. La isla cuenta
con las facilidades para acomodar a 2 jugadores, sentados
alrededor de un tablero dibujado en el mobiliario. Los
módulos solares no solo capturan energía solar para la
iluminación, sino que también proporcionan protección
contra el Sol.
Fig. 15. Isla móvil para la práctica de ajedrez recreativo en el PRJ. Diseño
de los autores.
Los módulos solares se dimensionaron para cubrir la
demanda de la iluminación, y, para proveer de energía a
dispositivos electrónicos de bajo consumo.
64
Cálculo de la demanda de energía para iluminación
La carga requerida para iluminación depende del
número, y del tipo de luminaria. En este proyecto, la carga
se aproximó con ayuda del método de lúmenes [9].
El índice del local (k) se calculó en 0.75, empleando la
ecuación (1), considerando la geometría de la isla (ver
Fig.16).
Fig. 16 Diseño geométrico de la isla propuesta para la práctica recreativa
del ajedrez. Diseño de los autores.
k =a x b
h(a+b) (1)
En dónde,
a, es el ancho de la isla, m
b, es el largo de la isla, m
h, es la altura útil, m
La altura útil del local de 1,32m, se obtuvo a través de
la expresión (2).
h = d − p (2)
En dónde,
d, es la altura del suelo a la luminaria, m
p, es la altura entre el suelo y el plano de trabajo, m
El coeficiente de utilización (Cu), se define como el
cociente entre el flujo luminoso que llega al plano de
trabajo, y, el flujo total emitido por las lámparas instaladas.
Utilizando la expresión (3), se calculó un coeficiente de
89,5%, considerando el índice del local y los coeficientes
de reflexión de techo, paredes, y, suelo.
Cu =∑(datos de corrección del índice local)
Nro.datos (3)
Los coeficientes de reflexión se encuentran normados
para diferentes tipos de materiales, superficies, y,
acabados. La corrección del coeficiente de utilización, que
depende de los coeficientes de reflexión e índice de local,
se calculó a través de la Tabla 2.
El coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación
de la instalación, relaciona el flujo emitido por las
lámparas, y, la acumulación de polvo y otros materiales
sobre ellas. Este coeficiente depende de la polución
ambiental y de la frecuencia de aseo del local. En este
proyecto, de acuerdo a [9], Cm tendrá un valor de 0,6 para
un ambiente sucio. Tabla 2.
Datos de corrección de Cu, en dependencia del índice del local
[9]
Tabla de corrección
Techo 0.70 0.70 0.70 0.50 0
Suelo 0.70 0.50 0.20 0.20 0
Pared 0.50 0.20 0.20 0.10 0
Índice de local
k 0.6 77 58 49 48 45
k 1.0 100 77 69 67 63
k 1.5 116 91 84 80 77
k 2.5 129 100 95 90 86
k 3.0 133 103 99 93 89
El flujo luminoso total (ΦT) se calculó en 260,44 lum,
utilizando la ecuación (4), considerando que de acuerdo a
[10], la iluminación media para entrenamiento amateur y
recreación al aire libre es de 200 luxes.
ϕT =Em x S
Cu x Cm (4)
En dónde,
ΦT, es el flujo luminoso total, lúmenes
Em, es la iluminancia media del lugar, luxes
S, es la superficie total de la isla, m2
Cu, es el coeficiente de utilización, %
Cm, es el coeficiente de mantenimiento, unid
El número de luminarias requeridas para iluminar la
isla se calculó en 1, empleando la expresión (5).
Nl =ϕT
n x ϕL (5)
En dónde,
NL, es el número de luminarias, unid
n, es el número de lámparas por cada luminaria,
unid
ϕL, es el flujo luminoso de la lámpara, lúmenes
En función de la disponibilidad en el mercado, para este
proyecto se seleccionó lámparas LED dicroicas de 4W,
apropiadas para espacios exteriores, cuyas características
técnicas se muestran en la Tabla 3.
65
Tabla 3.
Características técnicas de iluminaria [11]
Voltaje 9 – 14V
Potencia Nominal 4W
Intensidad de luz 290 lm
Ángulo de apertura 40◦
Vida útil 50.000 h
Por seguridad, el equipo de trabajo decidió implementar 2
lámparas LED dicroicas, distribuidas uniformemente en la
isla.
Dimensionamiento de los equipos requeridos para el
sistema de provisión de energía para la isla
Para el sistema de provisión de energía para
iluminación y dispositivos electrónicos de bajo consumo,
se propuso una arquitectura formada por 4 bloques (ver
Fig. 17).
Fig. 17. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de provisión de energía a la isla. Elaborado por Autores
Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar
Los requerimientos diarios de energía de la carga a
alimentar, se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4.
Características de potencia diaria de la carga. Elaborado por
los autores Dispositivo Unidades Potencia,
W
Uso,
h
Energía,
Wh/día
Lámpara
dicroica
2 4.0 4 32.0
Altavoz
bluetooth 1 2.5 8 20.0
Factor de reserva, 5% 2.6
Total. Wh/día 54.6
La tensión Vcc del sistema, es la tensión nominal en la
cual trabaja el sistema. Para este sistema se decidió trabajar
con 12V. Entonces, la carga diaria de corriente se calculó
de 4,55Ah, empleando la ecuación (6).
IDC =EC
TCC (6)
En dónde,
IDC, es la carga diaria de corriente, Ah
EC, es el requerimiento diario de potencia, Wh/día
TCC, es la tensión de corriente continua, V
La carga de corriente corregida, se calculó de 5,46 Ah,
a través de la expresión (7), con un factor de seguridad de
1,2% [9].
ICC = ICD x fs (7)
En dónde,
ICC, es la carga de corriente corregida, Ah
IDC, es la carga diaria de corriente, Ah
fS, es el factor de seguridad, %
Con ayuda de la ecuación (8) se estimó la corriente pico
de la isla de 1,21 Ah, considerando que de acuerdo al Atlas
Solar del Ecuador [12], se registra un promedio anual de
radiación solar en Loja de 4,5 KWh/m2.
IP =ICC
ICDm (8)
En dónde,
IP, es la corriente pico del sistema, Ah
ICC, es la carga de corriente corregida, Ah
ICDm, es la radiación solar media, KWh/m2
En la isla se resolvió emplear paneles solares tipo
Victron Energy Policristalino (ver Tabla 5), con una
corriente pico de 1,67A a 12V [13]. El número de módulos
solares requeridos en paralelo es de 1, calculados a través
de la expresión (9).
Am =IP
IPm (9)
En dónde,
Am, es el arreglo de los módulos en paralelo, unid
IP, es la corriente pico del sistema, Ah
IPm, es la intensidad pico de la lámina, A
Tabla 5.
Características técnicas de los módulos Victron Energy
Policristalino SPP30-12 [6] Voltaje nominal 12/24V
Potencia nominal 30W
Tensión máxima 18V
Corriente máxima 1,67A
Peso 2,5Kg
Dimensiones 450 x 540 x 25 mm
La tensión de corriente continua nominal se calculó de
0,66 V, a través de la ecuación (10).
Tccn =Tcc
TCCl (10)
En dónde,
Tccn, es la tensión de corriente continua nominal, V
TCC, es la tensión de corriente continua del sistema,
V
TCCl, es la tensión de corriente continua de la lámina,
Módulos
Fotovoltaicos Regulador
de carga
Baterías Iluminación,
Dispositivos de
bajo consumo
66
V
El número total requerido de módulos para la
iluminación del juego es 1, determinados de la ecuación
(11).
Ntm = Am x Tccn (11)
En dónde,
Ntm, es el número de módulos total, unid
Am, es la tensión de corriente continua, unid
Tccn, es la tensión de corriente continua de la lámina,
V
Finalmente se comprueba que se necesita 1 panel
fotovoltaico para cubrir la carga de la isla para la práctica
recreativa de ajedrez.
Sobre el banco de baterías
La capacidad nominal del banco de baterías se calculó
de 5,46 Ah, por medio de la ecuación (12), considerando 1
día de autonomía del sistema.
Cnbb = Icc x Dr (12) En dónde,
Cnbb, es la capacidad nominal del banco de baterías,
Ah
Icc, es la carga de corriente corregida, Ah
Dr, es el número de días de reserva, unid
La capacidad corregida del banco de baterías se calculó
de 6,82Ah, considerando una profundidad de descarga de
0,8 para baterías de electrolito [14], determinada mediante
la ecuación (13).
Ccbb =Cnbb
Pd (13)
En dónde,
Ccbb, es la capacidad corregida del banco de baterías,
Ah
Pd, es la profundidad de descarga, %
A través de la ecuación (14), se determinó la necesidad
de utilizar una sola batería. En este proyecto se utilizará
una batería RITAR RT1270E, con una capacidad nominal
de 7 Ah [15].
Abp =Ccbb
Cnb (14)
En dónde,
Abp, es el arreglo de baterías en paralelo, unid
Cnb, es la capacidad nominal de la batería, Ah
Sobre el controlador de carga
Para dimensionar el controlador de carga se tomó en
consideración la potencia máxima del panel fotovoltaico
seleccionado (30 W a 12 V). Esto implica que el
controlador deberá operar a corrientes superiores a 2.5 A.
En este proyecto, se seleccionó un equipo Phocos
CML05 de 5 A, cuyas características técnicas se muestran
en la Tabla 6.
Tabla 6.
Características técnicas del controlador CML05 [9] Voltaje nominal 12/24V
Máxima corriente de módulos 5A
Máxima corriente de consumo 5A
Autoconsumo <4mA
Dimensiones 80 x 100 x 32 mm
E. Diseño de las facilidades para la práctica de ajedrez
a escala humana en el PRJ
A.
Para la práctica de ajedrez a escala humana, se plantea
emplear un árbol fotovoltaico para proveer de energía a la
interfaz electrónica del sistema de visualización de
resultados (ver Fig.18).
La iluminación del tablero actual y de la zona de
incidencia se hará con la red eléctrica pública, y, no forma
parte de este trabajo.
Dimensionamiento de los equipos requeridos para el
sistema de provisión de energía a la interfaz electrónica
Para el sistema de provisión de energía para la interfaz
electrónica, se propuso una arquitectura formada por 4
bloques (ver Fig. 19).
67
Fig.18. Árbol fotovoltaico para provisión de energía solar a la interfaz
electrónica del sistema de visualización de resultados. Elaboración de los autores.
Fig. 19. Arquitectura propuesta para el sistema fotovoltaico de provisión
de energía a la interfaz electrónica del sistema de visualización. Elaboración de los autores.
Sobre los módulos fotovoltaicos a utilizar
La Tabla 6, aproxima la demanda de energía requerida
en las pantallas LED, para 8 h de trabajo diario. Para la
proyección de la demanda, se consideró que el consumo de
las pantallas LED DMD es de 100W [17] (ver Tabla 7).
Tabla 7.
Características de potencia diaria requerida por la interfaz
electrónica. Elaborado por los autores Dispositivo Unidad Potencia,
W
Uso,
h
Energía,
Wh/día
Pantalla Led 2 100.0 8 1600.0
Arduino Uno 1 0.2 8 2.0
Factor de reserva, 5% 80.1
Otros dispositivos de electrónica 100.0
Total. Wh/día 1882.1
Tabla 8.
Características técnicas de las pantallas LED DMD 32x16
Red [17]. Resolución 32x16
Voltaje de operación 5 Vcd
Distancia visibilidad máx. 12 m
Peso 2 lib
Dimensiones 320 (W) x 160 (H)
x 14 (D) mm (30 mm (D)
Como tensión del sistema (Vcc) se seleccionó 12V.
Entonces la carga diaria de corriente, se calculó en 156.,84
Ah.
La carga de corriente corregida, se calculó en 188,21
Ah, con un factor de seguridad de 1,2%.
La corriente pico del sistema se determinó en 41,82 Ah.
En este proyecto, se resolvió emplear módulos solares
tipo SUNSET PX 1456 (ver Tabla 9), con una corriente
pico de 7,95A a 12V [18]. El número de módulos solares
requeridos, en un arreglo en paralelo, es de 5.
La tensión de corriente continua nominal se calculó de
0,65 V.
Finalmente, se comprobó que número total requerido
de módulos para la alimentar la carga de la interfaz
electrónica será de 3. Tabla 9.
Características técnicas de los paneles solares SUNSET
PX 1456[18]
Potencia máxima 145 W
Corriente nominal 7.95 A
Voltaje nominal 18.22 V
Peso 9.7 Kg
Dimensiones 1460 x 660 x 35mm
Sobre el banco de baterías
La capacidad nominal del banco de baterías se calculó
en 188,21 Ah, considerando 1 día de autonomía del
sistema.
La capacidad corregida del banco de baterías se calculó
en 235,26Ah, considerando una profundidad de descarga
de 0,8, para baterías de electrolito [14].
Se estableció un arreglo de 2 baterías conectadas en
paralelo. Como batería se utilizará el modelo RITAR
RA12-100, con una capacidad nominal de 100 Ah [19].
Sobre el controlador de carga
Para dimensionar el controlador de carga se tomó en
consideración la potencia máxima del arreglo de módulos
PV (435 W a 12 V). Esto implica que el controlador deberá
operar a corrientes superiores a 36.25 A. Se seleccionó un
equipo Phocos CX40 de 40 A, cuyas características
técnicas se muestran en la Tabla 10.
Tabla 10.
Características técnicas del controlador CX40 [20]
Voltaje nominal 12/24V
Máxima corriente de módulos 40A
Máxima corriente de
consumo
40A
Autoconsumo <4mA
Dimensiones 89x 90 x 39 mm
Regulador
de carga
Módulos
Fotovoltaicos Baterías
Pantallas
Led,
circuitos
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F. Diseño de conexiones eléctricas
En la Fig.20 se muestra el esquema de conexiones
eléctricas de las facilidades para la práctica del ajedrez en
el PRJ.
Fig.20. Esquema general de las conexiones eléctricas de las facilidades para la práctica de ajedrez en el PRJ. Elaborado por los autores
G. Presupuesto de inversión
En las Tablas 11 y 12, se muestra el presupuesto de inversión
para la implementación de las facilidades para la práctica de
ajedrez en el PRJ.
Tabla 11.
Presupuesto para implementación de facilidades para la
práctica recreativa de ajedrez en el PRJ. Elaborado por los
autores
Ítem Cant. V.U Total
Paneles Victron Energy
Policristalino 30W
1 75 75
Batería Ritar 7Ah 1 17 17
Controlador Phocos 5A 1 35 35
Lámparas dicroicas led 2 19 38
Altavoz bluetooth 1 100 100
Estructura 1 1000 1000
TOTAL 1265
Tabla 12.
Presupuesto para implementación de facilidades para la
práctica demostrativa de ajedrez en el PRJ. Elaborado por los
autores Ítem Cant. V.U Total
Paneles SUNSET PX 1456 3 330 990
Batería Ritar 100Ah 2 260 520
Controlador Phocos 40A 1 173 173
Pantallas Led 2 70 140
Estructura del Árbol solar 1 1200 1200
Anclaje del árbol 1 100 100
Instalación 1 600 600
Tablero y caja metálica 1 50 50
Dispositivos electrónicos 1 100 100
Imprevistos 1 1000 1000
TOTAL 4873
VI. CONCLUSIONES
Con una extensión de 10 Ha, el PRJ se constituye
en uno de los principales centros de recreación de la
ciudad de Loja.
Por las características del PRJ, se han calificado
como potencialmente utilizables al menos 3 fuentes
renovables de energía en su territorio: solar,
humana, y, biomasa
Los resultados obtenidos muestran la factibilidad
técnica de la repotenciación del juego de ajedrez a
escala humana en el PRJ, con el aprovechamiento
de energía solar.
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VII. REFERENCIAS
[1] En línea: Espacios públicos y juegos de mesa. Consultada: 30/11/2014, tomada de: https://levmishkin.wordpress.com/2010/04/15/espacios-publicos-y-juegos-de-mesa-hospitalet-y-merida/
[2] En línea: Un espacio público para sentirse en casa. Consultada: 30/11/2014, tomada de: http://mundo.solocasas.com.mx/superkilen-un-espacio-publico-para-sentirse-en-casa/
[3] En línea: Centro cultural y biblioteca Tecla Sala. Consultada: 30/11/2014, tomada de: https://levmishkin.wordpress.com/2010/04/15/espacios-publicos-y-juegos-de-mesa-hospitalet-y-merida/
[4] En línea: Ajedrez humano valencia , Consultada: 01/12/2014, tomada
de: https://bancointerdimensional.wordpress.com/2014/01/22/ajedrez/
[5] En línea: Cuando la materia gris quieres darle jaque mate al
subdesarrollo. Consultada: 30/11/2014, tomada de: http://www.educajedrez.edu.uy/noticias/florence.asp
[6] En línea: Cuidad del ajedrez , Consultada: 30/11/2014, tomada de:
http://www.bogota.gov.co/content/ciudad-del-ajedrez-un-espacio-donde-se-unen-la-l%C3%BAdica-y-la-pedagog%C3%ADa-en-
bogot%C3%A1
[7] En línea: Ajedrez en el días festivos. Consultada: 30/11/2014,
tomada de: http://agenciasanluis.com/notas/2012/08/09/ajedrez-en-
el-dia-del-nino/
[8] En línea: Estado del arte en la inclusión de los juegos de mesa a
escala humana en espacios públicos.Tomada de: http://www.scribd.com/doc/257662080/Estado-del-arte-en-la-
inclusion-de-los-juegos-de-mesa-a-escala-humana-en-espacios-
publicos
[9] En línea: Implementación de un sistema híbrido de provisión de
energía para iluminación de una isla experimental en el campus
UTPL.Tomada de: http://dspace.utpl.edu.ec/bitstream/123456789/7889/3/Utpl_Cueva
_Enriquez_Rodrigo_1133797.pdf
[10] En línea: Iluminación por proyección. Tomada de:
http://www.ehu.eus/alfredomartinezargote/tema_4_archivos/lumin
otecnia/11.%20Iluminaci%F3n%20proy.pdf
[11] En líneaLámpara dicroica. Consultada: 30/11/2014, tomada de:
http://www.masluz.mx/foco-led-dicroico-mr16-4w-12v/p
[12] En línea: Atlas solar del Ecuador. Tomada de:
http://www.conelec.gob.ec/archivos_articulo/Atlas.pdf
[13] En línea Victron Energy Policristalino. Tomada de: http://www.victronenergy.com.es/upload/documents/Datasheet-
BlueSolar-Polycrystalline-Panels-ES.pdf
[14] En línea: Diseño y fabricación de un equipo portable para provisión
de energía eléctrica basado en el aprovechamiento de energía solar,
orientado a aplicaciones de camping: 30/11/2014, tomada de: http://dspace.utpl.edu.ec/bitstream/123456789/7865/3/Utpl_Moral
es_Arciniega_Luis_1133364.pdf
[15] En línea RITAR RA1270E. Tomada de: http://www.renova-energia.com/productos_baterias/baterias_ritar_rt1270e_12v7ah.ht
ml
[16] En línea: Controlador Phocos. Tomada
de:http://www.phocos.com/es-ES/datasheet_cc_cml.html
[17] En línea: Paneles Led DMD. Tomada de:
http://cdn.shopify.com/s/files/1/0045/8932/files/DMD_Getting_Sta
rted.pdf?100647
[18] En línea: SUNSET PX 1456. Consultada: 30/11/2014, tomada de:
http://www.renova-
energia.com/pdf/paneles/SUNSET%20PX1456%20145W%2012VDC%20.pdf
[19] En línea: RITAR RA12-100. Tomada de:
http://www.ritarpower.com/upload/pdf/20140120130425057
44568.pdf
[20] En línea: Controlador Phocos CX. Tomada de: http://www.phocos.com/es-ES/datasheet_sm_cx.html
